换流阀子模块和模块化多电平换流器制造技术

本发明专利技术涉及一种换流阀子模块和模块化多电平换流器，换流阀子模块包括正端、负端、第一开关模块、第二开关模块、电容、第三开关模块、放电保护电阻和二次控制保护模块，第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块均包括第一端、第二端和控制端；第一开关模块第一端连接第二开关模块第一端且公共端连接正端，第一开关模块第二端连接电容正极，第二开关模块第二端连接电容负极且公共端连接负端，第三开关模块第一端连接电容正极，第二端连接放电保护电阻一端，第一、第二和第三开关模块的控制端连接二次控制保护模块，放电保护电阻另一端连接电容负极。通过二次控制保护模块控制第三开关模块导通，电容可通过放电保护电阻放电，防止电压过压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及一种换流阀子模块和模块化多电平换流器。
技术介绍
换流器常用于柔性直流输电，可由多个换流阀子模块构成。换流阀子模块可分为全桥型和半桥型，柔性直流输电网络中大多使用半桥型换流阀子模块。换流阀子模块通常包括换流桥和电容，然而，现有的半桥型换流阀子模块在发生电容过压时，不能快速放掉其电容电压，从而易导致换流阀子模块因为电容电压过高而发生器件损坏故障，影响正常运行。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种可以防止电容过压而损坏器件的换流阀子模块和模块化多电平换流器。一种换流阀子模块，包括正端、负端、第一开关模块、第二开关模块、电容、第三开关模块、放电保护电阻和二次控制保护模块，所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述第三开关模块均分别包括第一端、第二端和控制端；所述第一开关模块的第一端连接所述第二开关模块的第一端，且公共端连接所述正端，所述第一开关模块的第二端连接所述电容的正极，所述第一开关模块的控制端连接所述二次控制保护模块，所述第二开关模块的第二端连接所述电容的负极，且公共端连接所述负端，所述第二开关模块的控制端连接所述二次控制保护模块，所述第三开关模块的第一端连接所述电容的正极，所述第三开关模块的第二端连接所述放电保护电阻的一端，所述第三开关模块的控制端连接所述二次控制保护模块，所述放电保护电阻另一端连接所述电容的负极；所述正端和负端分别接入和输出电压，所述二次控制保护模块控制所述第三开关模块导通，使所述电容向所述放电保护电阻放电。一种模块化多电平换流器，包括至少两个依次级联的上述换流阀子模块。上述换流阀子模块，通过第三开关模块和放电保护电阻串联后并接在电容两端，二次控制保护模块控制第三开关模块导通，电容可通过放电保护电阻放电，从而防止电压过压，提高换流阀子模块的使用安全性。上述模块化多电平换流器，由于包含上述换流阀子模块，同理可以防止电容过压，提高换流阀子模块的使用安全性。附图说明图1为一实施例中本专利技术换流阀子模块的结构图；图2为一实施例中本专利技术换流阀子模块的电气原理图；图3为一具体实施例中正向电流充电状态的示意图；图4为一具体实施例中负向电流放电状态的示意图；图5为一具体实施例中正向电流旁路状态的示意图；图6为一具体实施例中负向电流旁路状态的示意图；图7为一具体实施例中电容过压放电的工作示意图；图8为一具体实施例中故障旁路状态的示意图；图9为一实施例中本专利技术模块化多电平换流器的结构图；图10为一实施例中本专利技术模块化多电平换流器的电气原理图。具体实施方式参考图1，一实施例中本专利技术的一种换流阀子模块，包括正端、负端、第一开关模块110、第二开关模块130、第三开关模块150、电容C、放电保护电阻R2和二次控制保护模块170，第一开关模块110、第二开关模块130和第三开关模块150均分别包括第一端、第二端和控制端。第一开关模块110的第一端连接第二开关模块130的第一端，且公共端连接正端，第一开关模块110的第二端连接电容C的正极，第一开关模块110的控制端连接二次控制保护模块170。第二开关模块130的第二端连接电容C的负极，且公共端连接负端，第二开关模块130的控制端连接二次控制保护模块170。第三开关模块150的第一端连接电容C的正极，第三开关模块150的第二端连接放电保护电阻R2的一端，第三开关模块150的控制端连接二次控制保护模块170，放电保护电阻R2另一端连接电容C的负极。正端和负端分别接入和输出电压。二次控制保护模块170控制第三开关模块150导通，使电容C向放电保护电阻R2放电，从而防止电容C过电压而造成器件损坏。具体地，二次控制保护模块170输出触发信号至第三开关模块150，控制第三开关模块150导通。换流阀子模块的工作原理为：二次控制保护模块170输出触发信号至第一开关模块110、输出闭锁信号至第二开关模块130，控制第一开关模块110正/负向导通、第二开关模块130负向导通，正端输入的电流经过第一开关模块110后给电容C充电，或者电容C放电并通过第一开关模块110向正端流出，换流阀子模块工作在正向电流充电状态或负向电流放电状态，可切断短路故障电流回路，短路故障电流迅速被清除。二次控制保护模块170输出闭锁信号至第一开关模块110、输出触发信号至第二开关模块130，控制第一开关模块110正向导通、第二开关模块130正/负向导通；此时电流通过第二开关模块130，电容C无电流通过，换流阀子模块工作在正向电流旁路状态或负向电流旁路状态，直流输电系统切换到正常工作状态。其中，第一开关模块110正向导通，指允许电流从第一开关模块110的第一端流向第一开关模块110的第二端，第一开关模块110负向导通，指允许电流从第一开关模块110的第二端流向第一开关模块110的第一端；第二开关模块130正向导通，指允许电流从第二开关模块130的第一端流向第二开关模块130的第二端，第二开关模块130负向导通，指允许电流从第二开关模块130的第二端流向第二开关模块130的第一端。上述换流阀子模块，通过第三开关模块150和放电保护电阻R2串联后并接在电容C两端，二次控制保护模块170控制第三开关模块150导通，电容C可通过放电保护电阻R2放电，从而防止电压过压，提高换流阀子模块的使用安全性。在其中一实施例中，参考图2，第一开关模块110包括第一二极管D1和第一开关管T1，第一开关管T1的输出端连接第一二极管D1的正极，且公共端作为第一开关模块110的第一端；第一开关管T1的输入端连接第一二极管D1的负极，且公共端作为第一开关模块110的第二端；第一开关管T1的控制端作为第一开关模块110的控制端连接二次控制保护模块170。二次控制保护模块170输出闭锁信号至第一开关管T1，控制第一开关管T1关断，此时允许电流通过第一二极管D1从第一开关模块110的第一端流向第一开关模块110的第二端，对应第一开关模块110正向导通；二次控制保护模块170输出触发信号至第一开关管T1，控制第一开关管T1导通，电流可以通过第一开关管T1从第一开关模块110的第二端流向第一开关模块110的第一端，对应第一开关模块110负向导通。通过第一开关管T1和第一二极管D1反并联构成第一开关模块110，可以实现第一开关模块110的双向导通，便于换流阀子模块不同流向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换流阀子模块，其特征在于，包括正端、负端、第一开关模块、第二开关模块、电容、第三开关模块、放电保护电阻和二次控制保护模块，所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述第三开关模块均分别包括第一端、第二端和控制端；所述第一开关模块的第一端连接所述第二开关模块的第一端，且公共端连接所述正端，所述第一开关模块的第二端连接所述电容的正极，所述第一开关模块的控制端连接所述二次控制保护模块，所述第二开关模块的第二端连接所述电容的负极，且公共端连接所述负端，所述第二开关模块的控制端连接所述二次控制保护模块，所述第三开关模块的第一端连接所述电容的正极，所述第三开关模块的第二端连接所述放电保护电阻的一端，所述第三开关模块的控制端连接所述二次控制保护模块，所述放电保护电阻另一端连接所述电容的负极；所述正端和负端分别接入和输出电压，所述二次控制保护模块控制所述第三开关模块导通，使所述电容向所述放电保护电阻放电。

【技术特征摘要】
1.一种换流阀子模块，其特征在于，包括正端、负端、第一开关模块、第
二开关模块、电容、第三开关模块、放电保护电阻和二次控制保护模块，所述
第一开关模块、所述第二开关模块和所述第三开关模块均分别包括第一端、第
二端和控制端；
所述第一开关模块的第一端连接所述第二开关模块的第一端，且公共端连
接所述正端，所述第一开关模块的第二端连接所述电容的正极，所述第一开关
模块的控制端连接所述二次控制保护模块，所述第二开关模块的第二端连接所
述电容的负极，且公共端连接所述负端，所述第二开关模块的控制端连接所述
二次控制保护模块，所述第三开关模块的第一端连接所述电容的正极，所述第
三开关模块的第二端连接所述放电保护电阻的一端，所述第三开关模块的控制
端连接所述二次控制保护模块，所述放电保护电阻另一端连接所述电容的负极；
所述正端和负端分别接入和输出电压，所述二次控制保护模块控制所述第
三开关模块导通，使所述电容向所述放电保护电阻放电。
2.根据权利要求1所述的换流阀子模块，其特征在于，所述第一开关模块
包括第一二极管和第一开关管，所述第一开关管的输出端连接所述第一二极管
的正极，且公共端作为所述第一开关模块的第一端，所述第一开关管的输入端
连接所述第一二极管的负极，且公共端作为所述第一开关模块的第二端，所述
第一开关管的控制端作为所述第一开关模块的控制端连接所述二次控制保护模
块。
3.根据权利要求2所述的换流阀子模块，其特征在于，所述第一开关管为
三极管。
4.根据权利要求1所述的换流阀子模块，其特征在于，所述第二开关模块
包括第二二极管和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘育权，熊文，尚慧玉，王珂，
申请(专利权)人：广州供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44